水力振荡器在英也尔区块英平19-4井的应用分析

吐哈油田鲁克沁东Ⅰ区英也尔区块水平井施工过程中,由于区块地质情况复杂,水平井施工难度极大,尤其是定向施工进入梧桐沟组后,频繁出现拖压、卡钻等现象,加大作业风险,严重影响提速作业。在常规减阻提速手段均不能取得明显改善情况下,于是在英平19-4井尝试应用了水力振荡器。英平19-4井应用结果表明,使用水力振荡器井段比未使用该工具井段拖压情况明显改善,机械钻速提高了56.1%,提速效果明显。水力振荡器在本井的成功应用,为英也尔区块的优快钻井提供了有益借鉴。     

偏心激振式减阻工具研究

针对水力震荡器等轴向冲击水平井减阻工具的局限性,研究了一种基于旋转激励原理的偏心激振式减阻工具,其激振力作用于钻杆,使钻杆做"摇跳绳"式振动,将部分钻杆与地层之间的动摩擦力转化为静摩擦力,可减小水平井定向滑动钻进摩阻,提高滑动钻进施工效率和质量。     

水力振荡器在定向井中应用的实践探索

随着石油天然气开发定向井规模日益增大,定向井水平井在滑动钻进时,托压、粘卡严重,如何提高滑动钻进钻压传递的有效性,减少钻具与井壁间的静摩擦,一直是待解决的技术难题。详细说明了水力振荡器的机械振动理论,该工具是以钻井液作为动力源,驱动水力振荡器轴向运动带动井下钻柱沿轴向振动,可以将钻具与井壁之间的静摩擦转变为动摩擦。通过13口井是否使用振荡器进行对比分析,使用水力振荡器钻进确实可以适当解决受到地层因素影响的问题,井斜也容易控制,水力振荡器可以使常规的钻具组合克服定向钻进过程中遇到的常见问题,能够提高机械钻速,缩短钻井周期。     

煤矿井下硬岩定向钻进技术装备与应用

针对煤矿井下硬岩定向钻进存在的钻进效率低、深孔钻进易产生托压、孔内钻具易损坏等问题,在分析问题原因的基础上,通过集成及创新,开发了煤矿井下硬岩定向钻进技术与装备。研究形成大功率螺杆钻具钻进技术、级差式定向钻头防卡技术、振动减阻技术、水力加压技术、轨迹控制技术和硬岩开分支技术,选配了定向钻机、泥浆泵车、大功率螺杆钻具,研制了级差式定向钻头、水力振荡器和水力加压器。在淮南张集煤矿开展了现场试验及工程应用,在平均坚固性系数为7.6的灰岩中,试验钻孔进尺2397.6 m,工程应用钻孔进尺5480 m,平均钻进效率可达21 m/小班;水力振荡器平均钻压降低了33%,钻效提高126%;水力加压器钻压降低了23.8%,钻效提高了137%。     

Ø127型水力振荡减摩装置的研制及特性分析

针对水平井、定向井等钻井过程中摩阻大、托压等问题,研制了?127型水力振荡减摩装置,可减小管柱与井壁或套管壁之间的摩擦力,有效改善钻压传递,延伸大位移井、长水平井等井眼长度,提高机械钻速。首先分析了水力振荡减摩钻井技术机理,对水力振荡减摩装置的主要部件进行了技术分析,介绍了该装置的工作原理。通过数值模拟、室内试验和现场试验相结合的方法,验证了减摩装置设计的可行性和振动的稳定性。研究结果表明,该装置性能可靠,其脉动压力频率和幅值、轴向振动位移均随排量的增大而增大。研究成果可为钻井减摩降阻、提高机械钻速等相关技术与工具研究提供参考。     

AG-Itator水力振荡器及其在我国的试验应用

在非常规油气藏三维井眼轨迹水平井钻进过程中,托压效应严重制约着钻井提速。水力振荡器能通过产生轴向振动减小钻具与井壁之间的摩阻,显著减小托压效应,从而达到钻井提速的目的。介绍了AG-Itator水力振荡器的工作原理、性能以及在我国多个地区的试验应用效果。试验应用表明,使用AG-Itator水力振荡器能够显著提高机械钻速,进而缩短钻井周期,是非常规油气藏三维井眼轨迹水平井钻井提速的一种有效手段,值得推广应用。     

自激振荡式旋冲钻具在塔河油田深井提速中的应用

脉冲射流和轴向振动冲击可经济有效地提高深井硬地层钻井机速。自激振荡式旋转冲击钻井工具综合二者优势,将高速流经自激振荡器的钻井液调制生成水力脉冲,产生低幅高频机械冲击力,并通过冲击传递杆作用于钻头。自激振荡式旋转冲击钻井工具在塔河油田TH12272、S72-27X井深部地层进行试验应用,结果表明:可比条件下,使用旋冲工具可使机械钻速提高40%以上;工具质量可靠,能量利用率高,纯钻191h后仍能保持工作性能;旋冲工具可与螺杆配合使用,并能延长钻头使用寿命;旋冲工具在2口试验井中均取得显著的提速提效效果,适合进一步推广应用。     

大斜度井岩屑床清除工具研制与应用

大斜度井钻井过程中,在井斜较大位置形成岩屑床堆积,容易引起钻进摩阻大、循环压力高、卡钻等问题。对大位移井岩屑床的形成机理进行了研究分析,并研制一种水力和机械双作用的岩屑床清除工具,现场应用情况表明,使用工具后岩屑返出量增加47.6%,钻进摩阻降低了42.3%,岩屑床清除工具能够提高大位移井返砂效率,有效消除岩屑床形成带来的井下风险。     

水力振荡器在长宁威远区块页岩气水平井中的应用

长宁威远页岩气三维水平井钻井过程中摩阻扭矩大、托压严重,严重影响了页岩气勘探开发速度。水力振荡器能够使钻柱周期性振动,将钻柱静摩擦变为动摩擦,降低钻井过程中摩阻扭矩,保证钻头钻压的有效施加,提高机械钻速。为此,介绍了水力振荡器的工作原理和安装位置方法,并在现场推广应用,应用效果表明,水力振荡器加螺杆方式提速效果明显,可以部分替代水平段旋转导向,降低作业成本,提高页岩气勘探开发效益。     

水力振荡器在海洋钻井中的矿场应用

海上钻井作业费用高昂,作业类型多为丛式井,具有井眼深、轨迹复杂、摩阻大、下部井段滑动钻进困难的特点。为了降低摩阻、提高时效,钻进困难时,通常使用旋转导向钻具钻进,但是其费用高昂,增加了作业成本,而水力振荡器具有降低摩阻、提高机械钻速、减少粘附卡钻、作业费用低的优点,近两年,在渤海地区投入试验使用。通过渤海地区应用实例分析,总结表明,水力振荡器配合合理的钻具组合和井身结构,可以显著提高机械钻速,达到降本增效的目的。     

长宁页岩气钻井提速提效难点与对策分析

为了解决长宁页岩气机械钻速低、钻井周期长的难题,在分析钻井技术难点的基础上,开展了新工艺、新技术和新工具试验,形成了系列钻井提速提效技术,现场应用取得较好的效果。针对表层失返性漏失问题,形成了以气体或雾化钻井为主,以速凝水泥浆堵漏为辅的技术措施;针对须家河地层横向振动大的问题,形成了以降低转速和提高钻压为主的被动减震提速措施,以水力加压器为主的主动减震提速措施,下步将开展陀螺稳定工具主动减震提速试验;针对上部井段定向托压的问题,形成了2000m以浅采用旋冲螺杆、2000m以深采用水力振荡器的缓解定向托压技术措施;针对长水平段井下风险高的难题,形成了钻井参数释放段、钻井提速与降低风险兼顾段、风险削减段等三个阶段的钻井参数模板和风险识别方法。研究成果对长宁页岩气钻井提速提效具有较好的借鉴和指导意义。     

华北JX井Ф215.9mm井眼“一趟钻”钻井关键技术

针对华北油田JX井二开Ф215.9mm井眼钻井轨迹控制难度大、摩阻扭矩大、井眼清洁困难、地层岩性变化大、易垮塌、漏失等难题,在使用Landmark软件计算井下岩屑床分布、不同钻具组合形式下钻头侧向力的基础上,通过开展水力振荡器、井眼清洁工具应用,进行钻头优选,优化钻具组合、钻井参数,以及聚合物钻井液配合新型防塌、防漏、润滑剂等技术,实现一趟钻钻进馆陶组、东营组、沙河街组地层,进尺1883m,机械钻速达20.25m/h,事故复杂率为零,多项技术指标明显优于区块同类型井。JX井二开"一趟钻"钻井技术的成功实施,为华北油田束鹿凹陷提质高效开发提供借鉴意义,为复杂井眼轨迹、多组地层井段实施"一趟钻"钻井技术提供了经验。     

陵页岩气井新工具的应用与经济评价

涪陵地区页岩层蕴含着丰富的天然气资源,具有较大的开采前景。区块主要目的层为上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下部页岩气层。上部泥页岩地层井壁稳定性差,地层承压能力低,溶洞发育、易坍塌、易漏失;海相沉积地层流体分布复杂,部分地层岩性变化大,可钻性差,机械钻速较低;采用丛式布井,水平井井眼轨迹复杂,靶前位移大,大井眼定向扭方位困难、托压严重。现场试验使用了旋转导向、扭力冲击器、旋冲马达、水力振荡器等新技术、新工具,大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期,取得一定的经济效益。阐述了几种新技术和新工具的工作原理、现场应用情况,并对其经济效果进行了评价。     

涪陵页岩气井新工具的应用与经济评价

涪陵地区页岩层蕴含着丰富的天然气资源,具有较大的开采前景。区块主要目的层为上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组下部页岩气层。上部泥页岩地层井壁稳定性差,地层承压能力低,溶洞发育、易坍塌、易漏失;海相沉积地层流体分布复杂,部分地层岩性变化大,可钻性差,机械钻速较低;采用丛式布井,水平井井眼轨迹复杂,靶前位移大,大井眼定向扭方位困难、托压严重。现场试验使用了旋转导向、扭力冲击器、旋冲马达、水力振荡器等新技术、新工具,大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期,取得一定的经济效益。阐述了几种新技术和新工具的工作原理、现场应用情况,并对其经济效果进行了评价。     

地热井滤水管顶部注水泥工艺设计与实验

针对三开地热井建井周期长、成本高的问题,为了简化井身结构,降低建井周期及建井成本,设计了滤水管顶部注水泥工艺,开发了微台阶尾管悬挂器、水力扩张式封隔器、双级注水泥器等井下工具,并进行了现场实验。实验证明,滤水管顶部注水泥方案可以同时实现滤水管的下入及上部底层的封固,与常规的三开井相比,简化了井身结构,降低了管材成本,可以有效降低地热井建井成本。所研发的井下工具各项参数都满足地热井开发的需要,具有很高的推广价值。     

鸭西背斜钻井提速技术试验及效果分析

鸭儿峡油田白垩系油藏鸭西背斜,地层倾角大、夹层多、研磨性强、可钻性差。钻进中直井段易斜;PDC钻头选型难度大,定向钻井时,工具面稳定性差、"托压"严重;钻井液性能要求高,常因与地层配伍性差,导致井下复杂情况发生,严重制约钻速提高。本文针对制约钻速提高的难点,通过现场试验效果分析来阐述鸭西背斜鸭K区块钻井提速措施,包括直井段防斜打直技术、水力振荡器试验、PDC钻头个性化试验、钻具组合选择和优化钻井液性能等,通过现场试验,为鸭西背斜钻井提速积累了成功经验。     

煤柱管道减阻方法的探讨与实验分析

针对煤柱管道输送的特点，探讨煤柱管道的减阻方法，选择施加振动和添加高分子聚合物进行煤柱管道减阻实验。实验数据分析指出，振动对煤柱管道减阻没有效果，且将增大管道损失；高分子聚合物对煤柱管道减阻有较明显作用，而且聚合物浓度、煤柱直径比和形状比也分别对聚合物减阻效应产生一定影响。     

水力振荡器降低摩擦阻力影响的分析

在斜井钻进中,钻具基于重力影响会自然贴合下井壁,并与井壁产生静摩阻,滑动钻进中则进一步演变为托压现象,常导致工具面摆置困难、机械钻速降低、单趟钻进尺减少等问题;若活动钻具不及时,则有可能引发钻具粘卡事故,严重时可致单井报废。因此,降低摩阻、减缓托压已然成为安全钻井的重要环节。摩阻大小由钻柱自重在井眼轨迹法线方向上的分力和静摩擦系数来决定。在滑动钻进中,技术人员往往通过向泥浆中添加润滑剂或进行短起下(目的为修整井壁)等方式来降低静摩擦系数,从而达到降低摩阻、减缓托压的目的。由经典物理可知静摩阻大于滑动摩阻,因此,可以通过把静摩阻转化为动摩阻来减缓托压。通过摩阻成因分析、水力振动器作用机理及其在苏里格气田、玉门油田和大庆油田等多口井的现场使用情况来评价水力振荡器的使用效果,并通过玉门油田鸭K1-7井现场试验来分析水力振荡器使用中的注意事项。     

复杂煤体结构煤储层水平井复合管柱完井方法研究

针对煤体结构破坏变形程度差异性与物理特征非均质性强，水平井眼钻遇煤储层的煤体结构复杂，单井完井与增产技术方法单一等问题，为了实现水平井分段完井与适应性增产，提出了复杂煤体结构煤储层水平井复合管柱完井技术，设计了外层套管与筛管复合完井管柱、内层作业油管柱与配套分段完井工具，完善了双管柱受力和相关水力计算模型。在山西省阳泉地区15号煤层开展了复合管柱完井现场试验：将长度为659.5 m的复合管柱下入水平井中至1 591 m井深，煤层水平井眼被封隔为4段，采用双管柱结构完成了水力循环解除管柱遇阻、洗井、胀封管外封隔器及煤层分段完井等作业环节的现场测试。基于该试验水平井的工程数据，采用有限差分法计算了双管柱受力，并进行了相关水力计算，结果表明：内层管柱增加了完井管柱下入过程中的侧向力，井下管柱与井壁之间的摩擦阻力增加了5 642.75 N。喷头压降与内层管柱水力循环压耗是影响井下双管柱水力循环压耗的主要因素，双管柱下入过程中水力循环排量控制在16～20 L/s，以清除井眼内固相颗粒及维持井壁稳定；洗井作业时排量提升至20～24 L/s，以消除井壁煤层的钻井液伤害。通过研究与现场试验，证明了煤层...     

水平井可冲砂防砂完井工艺技术及配套工具研究

水平井的出砂问题一直对现场施工产生着重要影响,且水平井出砂后会出现很难使得完井工具下放到位的情况。因此,在现阶段积极研究可冲砂防砂完井工艺技术及配套工具具有非常大的现实意义。在对水平井出砂原因进行了分析的基础上,对完井施工中的可冲砂防砂工艺技术进行了简单介绍,并对空心桥塞和可冲砂装置等完井冲砂防砂工具结构以及工具的特点进行了深入分析,为今后相关出砂井的防砂完井问题提供了一定的参考依据。